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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Experimental and computational screening of Oxides for Thermochemical Energy Storage (OxiTES)

Description du projet

Vers de nouveaux oxydes prometteurs pour les systèmes de stockage d’énergie durable

La technologie de stockage thermochimique de l’énergie (TCES) peut être utilisée pour stocker l’énergie solaire. Le projet OXITES, financé par l’UE, étudiera les matériaux TCES les plus prometteurs parmi les oxydes de métaux terrestres en associant des études expérimentales et théoriques. Le chargé de recherche établira une longue liste d’oxydes candidats à partir de bases de données structurelles et les passera au crible pour déterminer les conditions de leur réactivité d’hydratation et de carbonatation ainsi que des paramètres tels que la capacité de sorption et la chaleur. Les données expérimentales seront ensuite corrélées aux calculs de la théorie de la fonction de la densité au moyen de l’apprentissage automatique, afin de mettre en évidence la relation structure-propriété pour le vaste ensemble d’oxydes. Enfin, les matériaux les plus prometteurs présentant une haute densité de stockage seront testés dans un prototype de pompe à chaleur chimique fonctionnant entre 300 et 600 degrés Celsius.

Objectif

Renewable and sustainable energy systems of the future are only possible in combination with storage technologies for bridging the gap between production and consumption of energy. The use of solar energy is inherently limited by the intermittency of solar light which requires robust and efficient solutions for energy storage. One of the attractive storage options for large-scale solar systems is ThermoChemical Energy Storage (TCES) based on the use of reversible chemical reactions. TCES combines high heat storage density with unlimited storage duration, endowing the energy storage efficiency and flexibility. Currently, the number of materials studied for TCES at high temperatures remains very limited, hindering further development of thermochemical systems.
The project is aimed at the search for promising TCES materials among oxides of earth-abundant metals by combining experimental and theoretical studies. First, a longlist of promising oxide candidates (< 200) will be generated based on structural databases. Then, the experimental screening will be done to outline conditions for their hydration and carbonation reactivity and measurement of relevant parameters such as sorption capacity and heat. The theoretical study bridging DFT calculations with the experimental data by means of machine learning will highlight the structure-property relationship for the broad set of oxides. Finally, several most promising materials with high storage density will be tested in a prototype of chemical heat pump operating at T = 300-600oC.
As a result, a library of promising oxides for high-temperature H2O and CO2 sorption will be generated and theoretical guidelines for future target-based development of oxide systems for this purpose will be delivered. This project realized within DLR (Germany) in cooperation with Delft University of Technology (Netherlands) will bring the TCES closer to market scale. The idea is in line with the current EU policy towards renewable energy.

Coordinateur

DEUTSCHES ZENTRUM FUR LUFT - UND RAUMFAHRT EV
Contribution nette de l'UE
€ 162 806,40
Adresse
LINDER HOHE
51147 Koln
Allemagne

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Région
Nordrhein-Westfalen Köln Köln, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 162 806,40